芯原：為客戶提供平臺化、全方位、一站式芯片定制和IP授權服務

半導體IP（Intellectual Property，知識產權）是芯片設計中預先設計、驗證好的功能模塊，對于推動技術創新、降低成本、縮短芯片設計周期等方面都具有重要的價值和意義。

芯原作為一家依托自主半導體IP，為客戶提供平臺化、全方位、一站式芯片定制服務和半導體IP 授權服務的企業，在當前半導體IP 授權的競爭中，芯原的競爭優勢和核心競爭力主要體現在以下幾個方面。

●   兩類主營業務的協同效應：芯原的主要業務為一站式芯片定制和半導體IP 授權兩類業務，兩者具有較強的協同效應，能夠共同促進公司研發成果價值最大化。

●   技術實力和先進工藝節點經驗：芯原在傳統CMOS、先進FinFET 和FD-SOI 等全球主流半導體工藝節點上都具有優秀的設計能力。在先進半導體工藝節點方面，公司已擁有14nm/10nm/7nm/6nm/5nmFinFET和28nm/22nmFD-SOI 工藝節點芯片的成功流片經驗。

●   豐富的IP 儲備和廣泛的客戶基礎：芯原擁有自主可控的圖形處理器IP（GPU IP）、神經網絡處理器IP（NPU IP）、視頻處理器IP（VPU IP）、數字信號處理器IP（DSP IP）、圖像信號處理器IP（ISP IP）和顯示處理器IP（Display Processing IP）這六類處理器IP，以及1,600 多個數模混合IP 和射頻IP。根據IPnest在2024 年5 月的統計，2023 年，芯原半導體IP 授權業務市場占有率位列中國第一，全球第八；2023 年，芯原的知識產權授權使用費收入排名全球第六。根據IPnest的IP 分類和各企業公開信息，芯原IP 種類在全球排名前十的IP 企業中排名前二。基于公司獨有的芯片設計平臺即服務（Silicon Platform as a Service, SiPaaS）經營模式，目前公司主營業務的應用領域廣泛包括消費電子、汽車電子、計算機及周邊、工業、數據處理、物聯網等，主要客戶包括芯片設計公司、IDM、系統廠商、大型互聯網公司、云服務提供商等。

●   持續的研發投入和前瞻性的戰略布局：近年來，芯原的研發投入占營業收入的比重一直保持在30% 以上；芯原在Chiplet 技術和在AIGC、汽車賽道等領域進行前瞻性布局。

●   堅持引進和儲備優秀人才：公司基于戰略考慮堅持引進和儲備優秀人才。集成電路設計行業為典型的人才密集型行業，且人員具有一定的培養周期，公司也將在持續優化迭代現有核心技術的基礎上，進一步就AIGC、汽車、數據中心、智慧可穿戴、智慧物聯網這幾個關鍵應用領域進行人才培養、儲備和激勵。2023年全行業面臨嚴峻挑戰，應屆畢業生就業形式不容樂觀，公司通過合理的薪酬吸納優秀畢業生，為未來的技術研發儲備人才。2023 年公司招聘的500 多名應屆畢業生，均擁有碩士及以上學歷，其中碩士985、211 院校占比94%，碩士985 院校占比 70%。2024 年招聘的200 多名應屆畢業生中，碩士985、211 的占比為97%，其中本碩都是985、211 的占比85%，這批畢業生將會在未來三年成長為芯原的技術骨干。

芯原持續多年對半導體IP 技術及芯片定制技術進行布局和研發，近年來研發投入占營業收入的比重一直保持在30% 以上，且占比高達89.18% 的研發人員中，碩士及以上學歷的研發人員占比達87.74%，這表明公司的研發團隊主要由具有高學歷的專業人才組成，研發團隊具有高學歷特點。中國大陸地區具有十年以上工齡的研發人員占比為28.82%，員工平均年齡為33.11 歲。

1   研發策略及研發方向

持續升級技術研發，提升核心競爭力，深化行業頭部客戶合作公司根據自身的技術、資源、客戶積累，并結合市場發展趨勢，已逐步在AIGC、汽車電子、數據中心和可穿戴設備這4 個領域形成了一系列優秀的IP、IP 子系統及平臺化的IP 解決方案。

●   針對日益增長的支撐AIGC 應用的海量算力需求，公司推出了面向高性能計算的AI GPU IP、高性能、高性能GPU IP 和和GPGPU IP 等，極大地豐富了公司的AI 計算技術儲備，以滿足更廣泛的人工智能計算需求。此外，針對AIGC 產業所面臨的安全性和隱私性等問題，公司還將繼續深化與谷歌合作的開源項目Open SeCura，針對安全、可擴展、透明和高效的安全、可擴展、透明和高效的人工智能系統的發展，人工智能系統的發展，公司提供了多款平臺級解決方案，支持超低功耗空間計算，并提供優質、高效的AIGC 輸入（Token），以推動該項目的商業化。

●   今年1 月，芯原推出了全新的VC9800 系列高性能視頻處理器IP，面向視頻轉碼服務器、AI 服務器、云桌面和云游戲等在內的下一代數據中心的先進需求以增強的視頻處理性能，進一步提升公司在數據中心應用領域的市場地位。

●   針對高性能汽車應用，芯原的圖像信號處理器IPISP8200-FS 和ISP8200L-FS 通過了 汽車功能安全標準ISO 26262 認證，達到隨機故障安全等級ASIL B 級和系統性故障安全等級ASIL D 級。

●   在可穿戴領域，芯原正在通過與趣戴科技等生態系統伙伴的合作，積極拓展基于芯原GPU 的全球手表GUI 生態系統，從而擴大客戶群，促進更多樣化的智能手表應用的開發。針對芯片定制業務的開展，除持續升級和強化芯原現有設計平臺方案外，公司還聚焦快速增長的汽車電子領域，積累了為汽車廠商設計高性能車規ADAS 芯片的相關經驗，例如為某知名新能源汽車廠商提供基于5nm車規工藝制程的自動駕駛芯片的一站式定制服務，其中集成了芯原的多個半導體IP，并符合ISO 26262 功能安全標準，性能全球領先。目前芯原正在與一系列汽車領域的關鍵客戶進行深入合作，以在智慧出行領域取得更好的發展機會。憑借延伸至軟件及系統解決方案的平臺化服務能力，以及長期服務世界一流客戶群體的經驗基礎和口碑，芯原鞏固其作為系統廠商、互聯網公司和云服務提供商首選的芯片設計服務合作伙伴的地位。對于現有重要行業頭部客戶，芯原通過持續的客戶產品迭代升級、為同一客戶的不同部門/ 產品線提供多樣化的服務等方式，鞏固和深化合作；同時，公司積極開拓優質行業頭部客戶，通過雙方的深度合作重點布局 AIGC、汽車、數據中心、智慧可穿戴、智慧物聯網等行業應用領域，從而保持公司的市場敏銳度，以及業務與技術的領先性，成為頭部客戶重要的戰略合作伙伴。

2   深度布局高性能計算和異構計算，推進Chiplet技術及產業化，實現競爭力升維

作為全球領先的一站式芯片定制服務和半導體IP授權服務供應商，Chiplet 技術迭代研發及產業化落地是芯原發展的核心戰略之一。芯原是中國首批加入UCIe產業聯盟的企業之一，公司正在以“IP 芯片化（IP as a Chiplet）”、“芯片平臺化（Chiplet as a Platform）”和“平臺生態化（Platform as an Ecosystem）”理念為行動指導方針，從接口IP、Chiplet 芯片架構、先進封裝技術、面向AIGC和智慧出行的解決方案等方面入手，持續推進公司Chiplet技術、項目的發展和產業化。上述舉措將提高公司的IP 復用性，增強業務間協同，增加設計服務的附加值，拓寬業務市場空間；進一步降低客戶的設計時間、成本和風險，提高芯原的服務質量和效率，更深度綁定客戶；并進一步提高公司盈利能力，實現競爭力升維。此外，公司擬通過實施向特定對象發行股票中募投項目“AIGC 及智慧出行領域Chiplet 解決方案平臺研發項目”，以加速推進公司Chiplet 技術迭代研發及產業化發展戰略的落地。

芯原擁有用于集成電路設計的GPU IP、NPU IP、VPU IP、DSP IP、ISP IP、Display Processor IP 這六類處理器IP、智能像素處理平臺、基于FLEXA 的IP 子系統，1,600 多個數模混合IP 以及多種物聯網連接（含射頻）IP 等，并在22nm FD-SOI 工藝上開發了59 個FD-SOI 模擬及數模混合IP，為國內外知名客戶提供了近30 個FD-SOI 項目的一站式設計服務，其中25 個項目已經進入量產，且累計向40 個客戶授權了260 多個/ 次FD-SOI IP 核。同時，利用現有設計平臺和已有項目經驗，芯原可根據客戶需求對數模混合IP 進行定制，并針對具體應用場景進行架構和設計的深度優化，實現客戶產品的差異化定制。根據IPnest 在2024 年5 月的統計，2023 年，芯原半導體IP 授權業務市場占有率位列中國第一，全球第八；芯原的知識產權授權使用費收入排名全球第六。根據IPnest 報告和各企業公開信息，芯原的IP 種類在排名前十的IP 企業中排名前二。擁有較為齊備的IP 組合和較多的IP 數量，使得芯原在產品功能和應用領域的多樣性上具有了更多的擴展空間、亦給予客戶較為全面的選擇，體現了公司在技術上的實力、積累和可靠性。同時，由于各類IP 均來源于公司自主研發的核心技術，且在研發時考慮了各IP 間的內生關聯和兼容性，使得其具有較強的耦合深度、可控性和可塑性。

芯原根據自身的技術、資源、客戶積累，并結合市場發展趨勢，已逐步在AIGC、汽車電子、可穿戴設備和數據中心這4 個領域形成了一系列優秀的IP、IP 子系統及平臺化的IP 解決方案，并在上述應用領域取得了較好的先發優勢或是市場地位。

① 在AIGC 領域，芯原用于人工智能的神經網絡處理器IP（NPU）業界領先，已被72 家客戶用于其128款人工智能芯片中，集成了芯原NPU IP 的人工智能類芯片已在全球范圍內出貨超過1 億顆，這些內置芯原NPU 的芯片主要應用于物聯網、可穿戴設備、智慧電視、智慧家居、安防監控、服務器、汽車電子、智能手機、平板電腦、智慧醫療這十個市場領域。在全球頂尖的蘇黎世聯邦理工學院（ETH Zurich）計算機視覺實驗室（Computer Vision Lab）發布的《AI Benchmark IoT 性能榜單》中，位列前5 的處理器中就有3 款芯片內置了芯原的神經網絡處理IP。此外，芯原的“神經網絡處理器IP核的研發與應用”項目在2023 年5 月榮獲上海市技術發明獎三等獎，芯原的神經網絡處理器IP 在2022年“第十五屆中國半導體創新產品和技術”評選中榮獲“中國半導體創新產品和技術”獎。

根據目前市場的需求，芯原基于自身神經網絡處理器IP可伸縮可擴展的特性，推出了超輕量實時在線終端平臺解決方案；結合芯原多年來在多媒體處理領域的技術和IP積累，公司還推出了從攝像頭輸入到顯示器輸出的完整的智能像素處理平臺。此外，芯原的神經網絡處理器IP 與圖形處理器IP、圖像信號處理器IP、視頻處理器IP 等有機結合，可創新性地大幅提高后者的處理性能。例如，公司基于自研的GPU IP 和NPU IP，推出了創新的AI GPU IP 子系統，以應對人工智能不斷發展的應用需求。該IP 子系統通過將芯原自有的GPU和NPU 原生耦合，利用公司獨有的FLEXA 低功耗低延遲同步接口通信技術，實現二者的高效協同計算和并行處理。在計算和處理過程中，芯原的AI GPU 還可根據不同的應用需求，選擇用GPU 來加速神經網絡計算，或是將神經網絡引擎在OpenCL API 中作為“自定義設備”來部署，通過OpenCL 來加速部分GPU 的矩陣計算，從而實現靈活高效的AI 計算。因此，隨著各行各業的智能化升級不斷加速，芯原的處理器IP 系列產品可廣泛適用于各種人工智能應用場景。

大算力是支撐AIGC 應用快速發展演進的根基。OpenAI 預估人工智能應用對算力的需求每3.5 個月翻一倍，每年增長近10 倍，這也極大地提升了GPGPU的市場應用空間，并對其性能提出了更高的要求。GPGPU利用圖形處理器進行非圖形渲染的高性能計算，具有很好的高強度并行運算能力，非常適用于處理人工智能、專業計算加速等應用。公司基于約20 年VivanteGPU 的研發經驗，所推出的GPGPU IP 可提供從低功耗嵌入式設備到高性能服務器的計算能力，以高度可擴展的IP 核重新定義了計算市場，以滿足廣泛的人工智能計算需求。

針對AIGC 產業所面臨的安全性和隱私性等問題，公司還與谷歌合作以支持其新推出的開源項目Open SeCura。該項目是一個由設計工具和IP 庫組成的開源框架，旨在加速安全、可擴展、透明和高效的人工智能系統的發展。作為該項目基礎設施的一部分，公司可提供多款平臺級解決方案，支持超低功耗空間計算，并提供優質、高效的AIGC 輸入（Token）。

② 在智能汽車領域，公司已耕耘多年，從智慧座艙到自動駕駛技術均有布局。芯原的圖形處理器IP（GPU）已經在汽車上獲得了廣泛的應用，包括信息娛樂系統、儀表盤、車身環視、駕駛員狀態監控系統、ADAS、自動駕駛汽車等。多家全球知名的汽車OEM 廠商都采用了芯原的GPU 用于車載信息娛樂系統或是儀表盤；芯原的神經網絡處理器IP 也已經獲得了多家客戶用于其ADAS 產品。芯原的圖像信號處理器IP 已獲得ISO26262 汽車功能安全標準認證和IEC 61508 工業功能安全標準認證，將加速公司在汽車和工業領域的布局。公司其他IP 也正在逐一通過車規認證的進程中，并預計將在近期陸續通過各類車規認證。此外，芯原的芯片設計和軟件開發流程也已通過車規ISO 26262 功能安全認證。

③ 在智慧可穿戴領域，芯原從數年前就開始與該領域領先的企業合作，利用自身低功耗技術方面的優勢，積極布局藍牙耳機、智能手表/ 手環和基于虛擬現實技術的智能眼鏡，并已在芯片和終端產品中驗證了芯原面向低功耗應用所打造的nano 和pico 系列低功耗IP 組合。芯原還擁有面向AR/VR 領域的極低功耗高性能芯片設計平臺，可以打造適應不同功率模式的產品，滿足超輕量實時在線、低功耗以及全性能的全場景應用。目前，已有超過12 家智能手表芯片客戶采用了芯原nano 和pico 系列IP；除了已為某知名國際互聯網企業提供AR眼鏡的芯片一站式定制服務之外，還有數家全球領先的AR/VR 客戶正在與芯原進行合作。目前芯原的低功耗且功能豐富的2.5D 圖形處理器（GPU）IP 和與其配套的顯示處理IP 已經被全球智能手表SoC 供應商廣泛采用。這些技術專為提升智能手表的用戶體驗而設計，能夠提供高性能、高質量的矢量圖形，并在能效和芯片尺寸方面具有優異的表現。此外，芯原正在積極拓展全球手表圖形用戶界面（GUI）生態系統，通過與專注于提供GUI 軟件服務的企業合作，公司將進一步擴大其客戶群，促進更多樣化的智能手表應用的開發。

芯原以自有的低功耗IP 為核心基礎，結合自身的軟件和系統平臺設計能力，還推出了一系列從芯片設計到參考應用的一體化可穿戴式健康監測平臺級解決方案，可為客戶提供含BLE 協議棧、軟件SDK、算法、智能硬件和應用程序等在內的不同層級的授權和定制設計服務，以期推動可穿戴設備在大健康領域的廣泛應用。隨著智慧穿戴市場的體量不斷增大，芯原將基于以上成果，進一步優化相關解決方案，擴大與頭部優質客戶的合作深度，并拓展更廣闊的市場空間。

④ 在數據中心/ 服務器領域，隨著短視頻、直播、短劇等產業的快速興起，相關數據中心設備對視頻轉碼的性能需求不斷提升，給芯原的視頻處理器IP（VPUIP）帶來較大發展空間。芯原的視頻轉碼加速解決方案已經獲得中國前5 名互聯網企業中的3 家，以及全球前20 名云服務提供商中的12 家的采用。目前，公司視頻轉碼平臺項目進展順利，第一代平臺已于2021 年第二季度完成研發工作，并以IP 授權、一站式芯片定制業務等方式獲得了多家客戶的采用，已完成適配并陸續出貨。該平臺的客戶包括多家大型互聯網公司和知名短視頻服務提供商，這一客戶群體的轉變體現了公司在半導體IP、芯片定制服務和軟件支持服務等方面可提供完整的系統解決方案，與這幾類客戶合作有助于提高公司業務的盈利能力。另外，基于芯原IP 的第二代視頻轉碼平臺一站式芯片定制項目（包括軟硬件協同驗證）已基本完成，該平臺在原有的技術基礎上將不同格式視頻轉碼能力增強到8K，增加了對AV1 格式的支持，并新增了AI 處理能力，此外，還增加了高性能的多核RISC-V CPU 和硬件的加密引擎。數據中心也是Chiplet 的三個主要應用領域（自動駕駛、數據中心、平板電腦）之一，公司將結合自身Chiplet 相關項目持續深耕數據中心應用領域。

此外，針對視頻轉碼服務器、AI 服務器、云桌面和云游戲等在內的下一代數據中心的先進需求，公司正在不斷提升VPU IP 的性能指標，以增強的視頻處理性能，進一步提升芯原在數據中心應用領域的市場地位。

（本文來源于《EEPW》202409）